CN111299880A - 一种引线键合机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体加工技术领域，且公开了一种引线键合机，包括劈刀，所述劈刀上滑动安装有滑动套，所述滑动套的底部固定连接有铁棒，所述铁棒上缠绕有导线，所述导线的端部与驱动装置内部的电源相连，所述铁棒的底部固定连接有铁圈，所述劈刀上粘接有调节装置。通过导线与驱动装置电源之间的连接，使得劈刀运转的速度越快(速度越快，劈刀与焊盘之间接触越快，摩擦系数越大，劈刀磨损越快)，产生的电流越大，使得铁圈产生的磁力越大，从而通过磁铁同极相斥的原理，将磁块顶动，使得橡胶筒向下移动，将劈刀的端部覆盖，使得劈刀与焊盘每次接触时，都能通过橡胶筒的弹性力度，减缓劈刀与焊盘之间的接触面积和接触力度，降低劈刀与焊盘之间的摩擦。

Description

一种引线键合机

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体为一种引线键合机。

背景技术

半导体在加工过程中，经常会用到引线键合机将芯片通过引线键合的方式与电路板相连。

现有引线键合机的工作原理如图4所示，将键合引线垂直插入毛细管劈刀的工具中，驱动装置带动劈刀向下移动，在移动过程中，引线在电火花作用下受热成液态，由于表面张力的作用而形成球状，在摄像和精密控制下，劈刀下降使球接触晶片的键合区，对球加压，使球和焊盘金属形成冶金结合完成焊接过程，然后劈刀提起，沿着预定的轨道移动，称作弧形走线，到达第二个键合点(焊盘)时，利用压力和超声能量形成月牙式焊点，劈刀垂直运动截断金属丝的尾部，引线完成，而劈刀在使用过程中，在引线键合过程中，热压焊会由劈刀端面施加压力，使引线与焊盘金属受压产生一定的相互塑性变形并紧密接触，其分子相互扩散牢固结合；超声焊会由换能器产生超声功率使劈刀震动，在引线与焊盘金属间产生超声频率的摩擦，去除界面的氧化层，并引起弹性形变，这两种键合原理都会使劈刀端面受力与焊盘产生摩擦，多次焊接后劈刀端头磨损，导致焊点严重形变，且劈刀在多次焊接之后，会粘附污染物颗粒并部分损坏，这些颗粒物随引线运动继续粘附在焊接点，导致引线焊接点与物体不紧密，出现虚焊、引线脱落的现象，同时颗粒也会加剧劈刀的磨损，导致劈刀出现老化现象，主要表现在焊点形貌变差，引线拉脱力降低，严重时会出现断线或翘线，同时在摩擦时劈刀表面生成硅和氧化合物，导致引线出现断裂、毛刺的现象，进一步影响芯片的焊接。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种引线键合机，具备减小磨损、增加劈刀耐久度的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种引线键合机，包括机体、加工台、驱动装置、劈刀，加工台安装在机体上，驱动装置安装在机体的内壁上，劈刀安装在驱动装置的底部，所述劈刀上滑动安装有滑动套，所述滑动套的底部固定连接有铁棒，所述铁棒上缠绕有导线，所述导线的端部与驱动装置内部的电源相连，所述铁棒的底部固定连接有铁圈，所述劈刀上粘接有调节装置，所述劈刀上滑动安装有定位套，所述定位套的顶部固定连接有磁块，所述定位套的底部固定连接有橡胶筒。

优选的，所述调节装置由螺纹套、定位销、缓冲垫组成，所述螺纹套上设有外螺纹，所述定位销内设有内螺纹，所述定位销上的内螺纹与螺纹套上的外螺纹螺接，所述缓冲垫环形排列在定位销上，所述定位销与缓冲垫的材质均为弹性橡胶。

优选的，所述铁圈的底部与磁块的顶部为异级相斥状态，所述铁圈的中部为中空状，所述铁圈的直径大于螺纹套的直径。

优选的，所述劈刀上粘接有支撑座，所述支撑座的边角为弧形，所述支撑座的外壁与橡胶筒的内壁滑动连接，所述橡胶筒上开设有滑槽，所述定位套的底部固定连接有位于滑槽内部的滑动块，所述支撑座的顶部固定连接有位于滑槽内部的滑动板，所述滑动块与滑动板之间固定连接有弹簧，所述滑动块与滑动板的外壁与滑槽的内壁滑动连接。

优选的，所述橡胶筒沿劈刀的轴部做轴向运动，所述橡胶筒的材质为弹性橡胶，所述橡胶筒的内壁与劈刀的外壁滑动连接。

本发明具备以下有益效果：

1、该引线键合机，通过导线与驱动装置电源之间的连接，使得劈刀运转的速度越快(速度越快，劈刀与焊盘之间接触越快，摩擦系数越大，劈刀磨损越快)，产生的电流越大，使得铁圈产生的磁力越大，从而通过磁铁同极相斥的原理，将磁块顶动，使得橡胶筒向下移动，将劈刀的端部覆盖，使得劈刀与焊盘每次接触时，都能通过橡胶筒的弹性力度，减缓劈刀与焊盘之间的接触面积和接触力度，降低劈刀与焊盘之间的摩擦，使得劈刀的底部始终保持洁净的状态，同时增加劈刀的光滑程度，使得劈刀的耐久度得到明显提升，增加引线与焊接点的接触面积，从而增加引线焊接的质量。

2、该引线键合机，通过调节装置的作用，使得定位销可以移动不同的位置，使得铁圈释放的磁力较大时可调节铁圈与磁块之间的间距，磁铁之间相斥的力度保持适宜的状态，使得橡胶套位移处于不影响引线焊接，同时当橡胶筒下移与焊盘接触的一瞬间，橡胶筒受到反向的作用力，带动橡胶筒回到初始位置，使得橡胶筒在减缓劈刀与焊盘摩擦时也不影响引线的焊接，同时利用劈刀下移时的重力带动铁圈向下移动缩小与磁块之间的间距，使得橡胶筒可随之下移，使得劈刀的每次下移橡胶筒均能覆盖劈刀的端面，使得劈刀每次接触焊盘时，橡胶筒可恢复初始位置，使得橡胶筒可自动根据劈刀的移动保护劈刀端面。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中局部放大结构示意图；

图3为图2的工作状态结构示意图；

图4为现有结构示意图。

图中：1、机体；2、加工台；3、驱动装置；4、劈刀；5、滑动套；6、铁棒；7、导线；8、铁圈；9、螺纹套；10、定位销；11、缓冲垫；12、定位套；13、磁块；14、橡胶筒；15、支撑座；16、滑槽；17、滑动块；18、滑动板；19、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种引线键合机，包括机体1、加工台2、驱动装置3、劈刀4，加工台2安装在机体1上，驱动装置3安装在机体1的内壁上，劈刀4安装在驱动装置3的底部，所述劈刀4上滑动安装有滑动套5，滑动套5可在劈刀4上做往复运动，所述滑动套5的底部固定连接有铁棒6，所述铁棒6上缠绕有导线7，所述导线7的端部与驱动装置3内部的电源相连，导线7与驱动装置3电源连接构成一个完整的电路，电路与电源之间的连接为现有技术，所述铁棒6的底部固定连接有铁圈8，铁棒6、导线7、铁圈8构成一个电磁铁装置，使得通电越强，释放的磁力越大，从而根据劈刀4的输出功率，自适应做出改变，使得磁力之间相斥的力度根据劈刀4的移动速度做出改变，便于控制橡胶筒14的移动范围，从而利用橡胶筒14减缓劈刀4与焊盘直接的接触力度，同时减缓劈刀4的磨损程度，劈刀4的磨损力度降低，产生的杂质越少，同时劈刀4的端面光滑程度保持如一，进一步增加劈刀4在引线时的质量，所述劈刀4上粘接有调节装置，所述劈刀4上滑动安装有定位套12，所述定位套12的顶部固定连接有磁块13，所述定位套12的底部固定连接有橡胶筒14。

其中，所述调节装置由螺纹套9、定位销10、缓冲垫11组成，所述螺纹套9上设有外螺纹，所述定位销10内设有内螺纹，所述定位销10上的内螺纹与螺纹套9上的外螺纹螺接，所述缓冲垫11环形排列在定位销10上，所述定位销10与缓冲垫11的材质均为弹性橡胶，使得定位销10可以根据磁力的大小调节两个磁铁相斥的力度，使得适宜的磁力相斥将橡胶筒14向下顶起，减缓劈刀4与焊盘之间的接触力度，同时在接触的瞬间，橡胶筒14又向上移动，松开对劈刀4的覆盖，整个流程根据劈刀4的工作状态自适应改变，均不影响劈刀4的引线，同时申请文件中各个套接的部件均可从劈刀4上拆除，便于部件的维护，同时便于部件适应不同的劈刀4。

其中，所述铁圈8的底部与磁块13的顶部为异级相斥状态，所述铁圈8的中部为中空状，所述铁圈8的直径大于螺纹套9的直径，使得铁圈8再下移过程中，直接穿过螺纹套9与定位销10接触，使得铁圈8在移动时保持一定的流畅度。

其中，所述劈刀4上粘接有支撑座15，所述支撑座15的边角为弧形，所述支撑座15的外壁与橡胶筒14的内壁滑动连接，所述橡胶筒14上开设有滑槽16，所述定位套12的底部固定连接有位于滑槽16内部的滑动块17，所述支撑座15的顶部固定连接有位于滑槽16内部的滑动板18，所述滑动块17与滑动板18之间固定连接有弹簧19，所述滑动块17与滑动板18的外壁与滑槽16的内壁滑动连接，利用弹簧19的弹力，用来补偿橡胶筒14下移的距离，使得橡胶筒14下移后在接触焊盘的瞬间，向上移动，同时再加上弹簧19的弹力释放，将磁块13向上顶起，再利用磁力相斥的原理，将铁圈8向上顶起，控制橡胶筒14的位置。

其中，所述橡胶筒14沿劈刀4的轴部做轴向运动，所述橡胶筒14的材质为弹性橡胶，所述橡胶筒14的内壁与劈刀4的外壁滑动连接，便于橡胶筒14的位移，同时橡胶筒14为耐高温和耐磨损橡胶，增加橡胶筒14的耐久度，同时弹性力度不易过弱，过弱会直接造成橡胶筒14受力，被挤压在劈刀4的底部无法顶起，因此需要一定强度的橡胶。

工作原理，当劈刀4向下移动时，受到加速度与重力的影响，铁圈8随之向下移动，缩小与磁块13之间的间距，再利用磁铁同极相斥的原理，带动磁块13与橡胶筒14下移覆盖劈刀4的端面，当劈刀4在与焊盘接触时，橡胶筒14先与焊盘接触，在接触的瞬间，橡胶筒14受到焊盘的反向作用力，降低劈刀4与焊盘的接触力度，同时橡胶筒14受力向上移动，然后劈刀4继续焊接，同时随着劈刀4的功率增加，输出的电流通过导线7传输至铁棒6与铁圈8上，这时铁圈8释放的磁力开始增强，当磁力较强顶动橡胶筒14位移过长时，可调节调节装置，将定位销10向上拧动，控制铁圈8与磁块13之间的间距，当磁力较弱顶动橡胶筒14位移过短时，可调节调节装置，将定位销10向下拧动，控制铁圈8与磁块13之间的间距，补偿磁力的长短。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种引线键合机，包括机体(1)、加工台(2)、驱动装置(3)、劈刀(4)，加工台(2)安装在机体(1)上，驱动装置(3)安装在机体(1)的内壁上，劈刀(4)安装在驱动装置(3)的底部，其特征在于：所述劈刀(4)上滑动安装有滑动套(5)，所述滑动套(5)的底部固定连接有铁棒(6)，所述铁棒(6)上缠绕有导线(7)，所述导线(7)的端部与驱动装置内部的电源相连，所述铁棒(6)的底部固定连接有铁圈(8)，所述劈刀(4)上粘接有调节装置，所述劈刀(4)上滑动安装有定位套(12)，所述定位套(12)的顶部固定连接有磁块(13)，所述定位套(12)的底部固定连接有橡胶筒(14)。

2.根据权利要求1所述的一种引线键合机，其特征在于：所述调节装置由螺纹套(9)、定位销(10)、缓冲垫(11)组成，所述螺纹套(9)上设有外螺纹，所述定位销(10)内设有内螺纹，所述定位销(10)上的内螺纹与螺纹套(9)上的外螺纹螺接，所述缓冲垫(11)环形排列在定位销(10)上，所述定位销(10)与缓冲垫(11)的材质均为弹性橡胶。

3.根据权利要求1所述的一种引线键合机，其特征在于：所述铁圈(8)的底部与磁块(13)的顶部为异级相斥状态，所述铁圈(8)的中部为中空状，所述铁圈(8)的直径大于螺纹套(9)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种引线键合机，其特征在于：所述劈刀(4)上粘接有支撑座(15)，所述支撑座(15)的边角为弧形，所述支撑座(15)的外壁与橡胶筒(14)的内壁滑动连接，所述橡胶筒(14)上开设有滑槽(16)，所述定位套(12)的底部固定连接有位于滑槽(16)内部的滑动块(17)，所述支撑座(15)的顶部固定连接有位于滑槽(16)内部的滑动板(18)，所述滑动块(17)与滑动板(18)之间固定连接有弹簧(19)，所述滑动块(17)与滑动板(18)的外壁与滑槽(16)的内壁滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种引线键合机，其特征在于：所述橡胶筒(14)沿劈刀(4)的轴部做轴向运动，所述橡胶筒(14)的材质为弹性橡胶，所述橡胶筒(14)的内壁与劈刀(4)的外壁滑动连接。

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